Há muitos anos usando os modos digitais nas faixas de HF, observei a pouca participação de estações brasileiras. Observei também o grande interesse dos países estrangeiros em manter contatos com os Radio amadores brasileiros nessas modalidades digitais.
Resolvi compartilhar meus poucos conhecimentos para esclarecer dúvidas de instalação, configuração e utilização. Abordarei os mais utilizados e comentados e explicarei a forma correta de utilização desses software livres no menu Tutoriais. Nesse menu estão reunidos vídeos e algumas matérias.
Quando falamos em Modos Digitais discutimos a evolução do Radioamadorismo no Brasil e em todo o mundo. O Radio amador no passado utilizava somente o radio e a antena para manter seus contatos e os cartões QSL recebidos, que confirmavam sua recepção de sinais meses após o contato ter sido realizado.
O Radio amador atual além do radio e a antena, utiliza também a Internet e poderosos computadores e programas (softwares); cada dia melhores e mais sofisticados, buscam o sinal no meio do ruído e são disponibilizados gratuitamente aumentando o numero de pessoas que os utiliza.
Com a evolução do Radioamadorismo usando os computadores, os Modos Digitais desenvolveram-se de forma rápida e são utilizados por pessoas que buscam o conhecimento e a tecnologia incluindo os deficientes auditivos e visuais.
Para os deficientes esses softwares são dotados de ferramentas especiais que os auxiliam no aprendizado.
Introdução
As tecnologias de comunicação que são específicamente desenvolvidas para facilitar a operação na transmissão de texto em tempo real, concretizam agora aquilo que há tempos era apenas teoria, considerados por muitos complexo ou muito caro.
Graças à generosidade da comunidade de Rádio Amadores que possui conhecimentos de programação e ainda graças à Internet, novas e poderosas “ferramentas” de comunicação estão disponíveis para todos os Rádio Amadores. A evolução em largo uso no Computador Pessoal (PC) e das placas de som que utilizam e processadores de Sinais Digitais (DSP), permitem aos amadores o uso dessas ferramentas para desenvolverem novos modos de comunicações digitais. As características distintas das comunicações digitais nas bandas de HF nos dias de hoje, são o uso da baixa potência (QRP), antenas compactas ou instaladas no interior das casas e técnicas de operação mais cordiais. Isto reverte a tendência que existia há alguns anos.
A confusão nas bandas é o óbvio fator negativo, enquanto novos e velhos modos competem por espaço nas faixas de HF. A sobrelotação numa banda como os 20 metros é parcialmente a culpada por esta situação. Felizmente os novos modos como o MFSK16, são desenhados para aumentar a performance num largo número de diferentes condições de operação. Isto permite que mais bandas de amador sejam utilizadas, reduzindo o congestionamento das mesmas e aumentando a possibilidade de contatos, à medida que as condições de propagação se alteram de banda para banda. Estes são realmente tempos maravilhosos para todos os radio amadores que usam e desfrutam de todos estes novos modos digitais !
Contestia é outro modo muito novo para ser encontrado nas bandas de amador. Não é ainda muito popular e até agora eu ouvi apenas uma estação transmitindo nesse modo. Esta imagem é de um 4-250 Contestia sinal de RW3AS em 20m.
Olivia é uma modalidade digital relativamente nova e parece ser extremamente resistente ao desbotamento e QRM. Eu posso obter cópia completa de estações que estão apenas audível (mesmo que se desvanecem-se a quase zero parecem ainda imprimir bem). Tal como acontece com outros modos, Olivia tem variantes diferentes, cada um com uma largura de banda diferente (de 500Hz a 2kHz) e número diferente de tons. Olivia pode ser muito lenta (da ordem de 2-3 caracteres por segundo), mas um contato lento é melhor do que nada ! abaixo fotos, a 8/250 indica mais de 8 tons de uma largura de banda 250Hz e 32/1000 é de 32 tons mais de uma largura de banda de 1kHz. Para evitar a interferência nas outras estações que é habitual para iniciar uma transmissão Olivia opera de 14.108.0 14.108.3.
Acima, da esquerda para a direita: Throb 1 ; Throb 2 ; Throb 4
Throb é um dos modos digitais mais recentes, É ainda mais um modo baseado em DSP para placa de som que tenta usar a tecnologia Fast Fourier Transform (FFT). THROB é baseado em pares de tons com alguns caracteres baseados em apenas um tom. Foi definido como sistema de "2 de 8 +1 tom", ou mais simplesmente, é baseado na descodificação de um par de tons dentro de uma gama de 9 existentes. O projeto THROB é uma tentativa de pôr o DSP numa área onde outros métodos falham devido à sensibilidade ou as dificuldades de propagação e simultaneamente trabalhar a uma velocidade razoável. A velocidade de texto é mais lenta do que outros modos porque o seu autor (G3PPT) tem apostado no desenvolvimento das capacidades do programa MFSK (Multiple Frequency Shift Keying).
PACTOR, Foi desenvolvido como uma combinação das técnicas do Packet e de AMTOR. de transmitir mensagens aos usuários. Embora esteja a cair em desuso, é o modo digital mais popular do tipo ARQ usado pelos radio amadores para o envio e recepção de e-mail através do rádio. Uma vez estabelecida a transmissão dos dados pode ser iniciada. Porque PACTOR utiliza correção de erro, pode levar um bom tempo para enviar uma mensagem particular, mas a estação que esta transmitindo vai continuar tentando até que a mensagem é recebida perfeitamente. A imagem é de um sinal PACTOR 1, no entanto, existem PACTOR 2 e 3 variantes, mas estes exigem codificadores / decodificadores de hardware.
HF Packet usado para transmitir pacotes de mensagens. A taxa de dados de costume em HF é de 300 baud, no VHF e UHF a 1200 e 9600 baud.
Embora a versão HF do Packet Rádio tenha uma mais reduzida largura de banda devido aos níveis de ruído normalmente associados às operações em HF, ele mantém os mesmos protocolos e a capacidade de utilização em "node" de muitas estações na mesma frequência. Apesar da sua reduzida largura de banda (300 baud), este modo não é viável para a generalidade das comunicações de amador nas bandas de HF nem para passar tráfego de rotina e dados entre áreas onde haja falta de cobertura de repetidores de VHF (digipeaters). O Packet em HF e VHF tem recentemente crescido em popularidade, pois este é o protocolo usado pelo APRS – Automatic Position Reporting System, em VHF e nos 30 metros HF.
Por alguma razão que eu desconheço, no Brasil essa modalidade caiu em desuso.
Hellschreiber (ou inferno, como é vulgarmente conhecido) é um pouco diferente da maioria dos outros modos de dados.
Ao receber um sinal do inferno, seus olhos farão a filtragem ! O texto decodificado é exibido em um painel de fita ticker "(como mostrado na foto). O inferno tem um som muito distinto 'ralar' e é um modo de banda estreita. O sinal do Inferno está do lado esquerdo da imagem (com o sinalizador verde acima dela), com um sinal MFSK à direita, note a largura de banda necessária para o sinal MFSK comparado com o sinal do inferno. Até mesmo os sinais fracos podem ser decodificado como o seu olho / combinação cérebro pode "preencher as lacunas", onde o sinal desaparece.
Aqui é uma cachoeira de um sinal de Inferno, juntamente com uma decodificação (mostrando como ele aparece na tela)
É o método de enviar e receber texto usando uma técnica de fac-simile (abreviado para FAX). Este modo existe há já algum tempo. Foi desenvolvido na Alemanha ainda antes da 2.ª Guerra Mundial! O uso recente das placas de som dos PC’s como unidades de DSP levou a que aumentasse o interesse nesse modo, e agora há muitos programas que suportam este novo (antigo) modo.
MT63 é muito robusto e oferece cópia 100%, quando outros modos falham. As desvantagens porém é a largura de banda e velocidade. O MT63 é bastante lento e ocupa nada de 500Hz a 2kHz completo (o que ainda é menos do que um canal de voz único). Devido à grande largura de banda, MT63 é normalmente confinado a 14MHz e acima, onde existe espaço suficiente para acomodar isso.
MFSK é muito bom em condições de propagação pobres. É um desenvolvimento do THROB e codifica 16 tons. O ajuste é bastante crítica, embora AFC ajuda um pouco. Usa a placa de som do PC como unidade DSP e técnicas de FFT para descodificar os caracteres ASCII, e ainda Constant Phase Frequency Shift Keying (CPFSK) para enviar o sinal codificado. A implementação de Forward Error Correction (FEC) faz com que os dados sejam enviados duas vezes com uma técnica de entrelaçamento para reduzir os erros causados por impulsos e estalidos de estática. A versão melhorada Varicode é usada para aumentar a eficiência quando se enviam caracteres ASCII estendidos, tornando possível a transferência de pequenos ficheiros de dados entre duas estações com condições de propagação razoáveis. A sua largura de banda algo elevada (316 Hz) permite velocidades de transferência mais rápidas (cerca de 42 WPM) e grande imunidade à recepção “multi path phase shift” (que consiste na recepção do mesmo sinal por diferentes caminhos de reflexão ionosferica, com inversão de fases). Uma segunda versão chamada MFSK8 está disponível; como o nome indica tem uma velocidade mais baixa (8 WPM), mas tem uma maior fiabilidade para a utilização em DX quando existe “polar phase shift” (que é uma inversão total da fase) Ambas as versões existem em programas freeware criados por IZ8BLY.
RTTY tem sido ativo durante muitos anos e ainda muito popular.
Antigamente a única maneira de usar o RTTY era através de uma unidade terminal mecânica, como os 7 Creed série que eram grandes, ruidosos e confusos.
Nos dias de hoje, praticamente todos os RTTY são feitos pela combinação de computador e placa de som.
Radio amadores usam na velocidade de 45 baud com 170Hz (entre marca e espaço).
Estações comerciais utilizar 50 ou 100 baud com turnos de 425 ou até 850Hz.
A maioria do software serve para diferentes velocidades e turnos. Diferentemente da maioria dos modos digitais, o RTTY é transmitido em LSB.
Não existe correcção de erros no RTTY; ruído e interferência têm sérias consequências e degradam bastante a recepção e percepção dos sinais. Apesar das desvantagens relativas, o RTTY é ainda um modo popular para muitos Rádio Amadores. Este modo tem sido implementado em muito software que usa as placas de som dos PC’s, facilitando assim a sua utilização.
O SSTV tem sido popular por muitos anos, embora atualmente é gerado pelo computador.
As imagens recebidas são construídas linha por linha ao longo de quase um minuto, você precisa ser paciente ! A qualidade pode ser muito boa mesmo em longas distâncias.
PSK63
O PSK63 está ganhando popularidade, com diversos programas de apoio. O pró para esta modalidade é o fato de que os dados são enviados e recebidos duas vezes na taxa do PSK31 normal, por isso é ótimo para bater papo e trocas no concurso. Usa a maior largura de banda exigida para o PSK31, requer um aumento de energia para manter o mesmo grau de cópia como no PSK31, porém nem todos os descodificadores de software suporta o PSK63. Eles podem ser identificados facilmente, parece com uma "gordura" do sinal parecido com o PSK31.
PSK31 - É a novidade dos modos digitais que congrega a popularidade nas bandas de HF desde há muitos anos (desde o RTTY). Combina as vantagens de um código simples de texto de comprimento variável com a estreita largura de banda da modulação de fase (PSK) e o uso de técnicas DSP. Este modo é destinado para a utilização em tempo real do teclado com uma taxa de transferência de 31 baud que é suficiente para acompanhar a velocidade de “teclar” (dantes dizia-se dactilografar) da maioria dos Rádio Amadores. O PSK31 goza hoje de grande popularidade nas bandas de HF para as comunicações em tempo real. A grande maioria dos caracteres ASCII são suportados. Uma segunda versão contendo quatro trocas de fase (Quad Phase Shift Keying) está disponível, esta prevê Forward Error Correction (FEC) mas com o custo de uma relação Sinal/Ruído mais reduzida. Como o PSK31 foi um dos novos modos digitais baseados em software para placa de som, existem numerosos programas disponíveis – a grande maioria deles grátis.
Perguntas frequentes.
1. O que são Modos Digitais
Resposta: São programas de computador associados ao radio, destinados exclusivamente a comunicação entre Radioamadores.
2. Qual a vantagem de utilizar os Modos Digitais
Resposta: Com os esses softwares e utilizando seu computador pessoal, você processará o som e utilizará menos potência no seu radio para seus contatos.
3. Processar o sinal ? Não entendi.
Resposta: Alguns softwares para Modos Digitais possuem ferramentas especiais que processam (melhoram) o sinal recebido. Com essa melhora fica mais fácil receber os sinais fracos.
4. Os Modos Digitais digitalizam a frequência utilizada ?
Resposta: Não. Porque utilizam frequências analógicas.
5. Se os Modos Digitais utilizam as frequências analógicas por que chamam de Modos Digitais ?
Resposta: O nome Modos Digitais popularizou-se no meio Radioamadorístico, que na época utilizava frequências analógicas para manter seus contatos utilizando computadores que enviavam e recebiam mensagens e arquivos, semelhante ao que fazemos hoje na internet.
6. Qual a relação entre Modos Digitais e TV digital ?
Resposta: Nenhuma. A TV digital utiliza uma tecnologia que digitaliza a frequência utilizada melhorando a qualidade da imagem recebida pelo receptor de TV. Os Modos Digitais utilizam frequências analógicas que processam o som melhorando sua qualidade auxiliando a estação receptora e transmissora nos contatos utilizando baixa potencia.
7. Os Radioamadores já utilizam a tecnologia digital como na TV digital ?
Resposta: Sim. No Radioamadorismo a tecnologia digital é conhecida como Dstar.
8. O que é o Dstar ?
Resposta: O Dstar é a tecnologia digital inteligente destinada exclusivamente a Radioamadores que processam o sinal de forma digital e os envia em forma de pacotes facilitando a recepção e transmissão.
9. Por que não existem rádios com tecnologia Dstar para as faixas de HF ?
Resposta: Em HF os sinais dependem da propagação e a tecnologia digital Dstar caminhará, no futuro, para estas frequências.
10. Como montarei minha estação para os Modos Digitais.
Resposta: O equipamento necessário é um radio que possua as faixas de HF, uma interface que fará a ligação entre rádio e computador, e um computador pessoal.
11. Como eu saberei onde operar em Modos Digitais nas faixas de HF
Resposta: Todo inicio de faixa de frequência, destinada a Radioamador, é dedicada aos Modos Digitais. O correto é procurar na internet as frequências corretas ou observar nos softwares porque a maioria deles já disponibiliza as frequências.
12. Como configurarei os programas destinados aos Modos Digitais.
Resposta: Aqui no portal APRS Brasil, no link Modos Digitais HF, nós disponibilizaremos tutoriais escritos e em vídeo, que auxiliará a todos nas configurações.
13. Possuo somente um radio para as faixas de VHF e UHF. Com esse equipamento poderei iniciar nos Modos Digitais.
Resposta: Sim. Basta liga-lo ao computador, utilizando a interface, e utilizar alguns programas que são utilizados nestas faixas no modo FM.
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